Anailís ar Fheidhmiú Nua-Aimseartha Teicneolaíocht Teirmiméadar Infridhearg
Is é prionsabal tomhais teochta an teirmiméadar infridhearg ná an fuinneamh radanta infridhearg a astaíonn an réad a thiontú ina chomhartha leictreach. Freagraíonn méid an fhuinnimh radanta infridhearg do theocht an ruda féin. De réir mhéid an chomhartha leictreach comhshóite, is féidir teocht an ruda a chinneadh. Forbraíodh teicneolaíocht tomhais teochta infridhearg chun teocht an dromchla a scanadh agus a thomhas le hathruithe teirmeacha, a íomhá dáileadh teochta a chinneadh, agus difríochtaí teochta i bhfolach a bhrath go tapa. Is é seo an imager teirmeach infridhearg. Úsáideadh ceamaraí íomháithe teirmeacha infridhearg den chéad uair san arm. In 2019, d’fhorbair TI Corporation na Stát Aontaithe an chéad chóras taiscéalaíochta scanadh infridhearg ar domhan. Níos déanaí, baineadh úsáid as teicneolaíocht íomháithe teirmeach infridhearg i ndiaidh a chéile in aerárthaí, umair, longa cogaidh agus airm eile i dtíortha an Iarthair, mar chóras radharc teirmeach le haghaidh spriocanna taiscéalaíochta, feabhsaíonn sé go mór an cumas chun spriocanna a chuardach agus a bhaint amach. Tá an ceamara íomháithe teirmeach infridhearg arna dtáirgeadh ag cuideachta AGA na Sualainne i dtús cadhnaíochta sa teicneolaíocht sibhialta.
Tá an teirmiméadar infridhearg comhdhéanta de chóras optúil, brathadóir fótaileictreach, aimplitheoir comhartha, próiseáil comhartha, aschur taispeána agus páirteanna eile. Bailíonn an córas optúil an spriocfhuinneamh radaíochta infridhearg ina réimse radhairc, agus déantar méid an réimse radhairc a chinneadh ag na codanna optúla den teirmiméadar agus a seasamh. Tá fuinneamh infridhearg dírithe ar photodetector agus a thiontú ina chomhartha leictreach comhfhreagrach. Téann an comhartha tríd an gciorcad próiseála amplifier agus comhartha, agus déantar é a thiontú i luach teocht an sprioc tomhaiste tar éis é a cheartú de réir algartam cóireála inmheánach na hionstraime agus emissivity an sprioc.
Sa nádúr, tá gach réad ag a bhfuil teocht níos airde ná absalóideach nialasach ag hastú fuinneamh radaíochta infridhearg go dtí an spás máguaird i gcónaí. Tá gaol an-dlúth ag méid fuinnimh radaíochta infridhearg ruda agus a dháileadh de réir an tonnfhad lena theocht dromchla. Dá bhrí sin, trí thomhas an fhuinnimh infridhearg atá radaithe ag an réad féin, is féidir a theocht dromchla a chinneadh go cruinn, arb é an bunús oibiachtúil é le haghaidh tomhas teochta radaíochta infridhearg.
Is radaitheora idéalach é comhlacht dubh, a ionsúnn gach tonnfhad fuinnimh radaíochta, níl aon fhrithchaitheamh nó tarchur fuinnimh aige, agus tá emissivity 1 ar a dhromchla. Mar sin féin, ní beagnach comhlachtaí dubha iad rudaí praiticiúla sa nádúr. D'fhonn dáileadh na radaíochta infridhearg a shoiléiriú agus a fháil, ní mór múnla cuí a roghnú i dtaighde teoiriciúil. Is é seo an tsamhail oscillator cainníochtaithe de radaíocht cuas coirp atá molta ag Planck, mar sin Díorthaithe an dlí de radaíocht comhlacht dubh Planck, is é sin, an radiance speictreach comhlacht dubh in iúl ag tonnfhad, arb é an pointe tosaigh de gach teoiric radaíochta infridhearg, mar sin tá sé. ar a dtugtar an dlí de radaíocht choirp dubh. Braitheann méid radaíochta gach réad iarbhír, ní hamháin ar an tonnfhad radaíochta agus ar theocht an ruda, ach freisin ar an gcineál ábhair atá comhdhéanta den réad, an modh ullmhúcháin, an próiseas teirmeach, an staid dromchla agus na coinníollacha comhshaoil.
Glacann tomhas teochta infridhearg modh anailíse pointe-ar-phointe, is é sin, tá radaíocht theirmeach limistéar áitiúil an ruda dírithe ar bhrath aonair, agus déantar an chumhacht radaíochta a thiontú go teocht trí emissivity an réad ar a dtugtar. . Mar gheall ar na rudaí braite éagsúla, raonta tomhais agus ócáidí úsáide, tá dearadh cuma agus struchtúr inmheánach na teirmiméadair infridhearg difriúil, ach tá an struchtúr bunúsach cosúil go ginearálta, go príomha lena n-áirítear córas optúil, photodetector, amplifier comhartha agus próiseáil comhartha, aschur taispeána agus eile. páirteanna. Radaíocht infridhearg a astaíonn radaitheoir. Ag dul isteach sa chóras optúil, déantar an radaíocht infridhearg a mhodhnú go radaíocht mhalartach ag an modúlóir, agus a thiontú ina chomhartha leictreach comhfhreagrach ag an brathadóir. Téann an comhartha tríd an gciorcad próiseála amplifier agus comhartha, agus déantar é a thiontú i luach teocht an sprioc tomhaiste tar éis é a cheartú de réir an algartam san ionstraim agus an emissivity sprice.
Trí chatagóir teirmiméadair infridhearg:
(1) Teirmiméadar infridhearg le húsáid ag an duine: Is teirmiméadar é teirmiméadar infridhearg cineál forehead a úsáideann prionsabal na glactha infridhearg chun an gcorp daonna a thomhas. Agus tú in úsáid, ní mór duit ach an fhuinneog braite a ailíniú go áisiúil leis an forehead, agus is féidir leat teocht an choirp a thomhas go tapa agus go cruinn.
(2) Teirmiméadar infridhearg tionsclaíoch: Tomhaiseann an teirmiméadar infridhearg tionsclaíoch teocht dhromchla an ruda, agus radiates a braiteoir optúla, léiríonn agus tarchuireann fuinneamh, agus ansin bailítear agus dírítear an fuinneamh ag an probe, agus ansin déantar an fhaisnéis a thiontú go léamh taispeáint ag ciorcaid eile Ar an meaisín, tá an solas léasair atá feistithe leis an meaisín seo níos éifeachtaí chun díriú ar an réad tomhaiste agus feabhas a chur ar chruinneas tomhais.
(3) Teirmiméadair infridhearg le haghaidh feirmeoireachta ainmhithe: Tá teirmiméadair infridhearg neamhtheagmhála d'ainmhithe bunaithe ar phrionsabal Planck, trí theocht dromchla an chomhlachta codanna sonracha de dhromchla an chomhlachta ainmhithe a thomhas go cruinn, agus an difríocht teochta a cheartú idir teocht dromchla an chomhlachta agus an teocht iarbhír. Is féidir leis teocht choirp aonair an ainmhí a thaispeáint go cruinn.
An raon tonnfhad a chinneadh: Cinneann an emissivity agus airíonna dromchla an ábhair sprice freagra speictreach nó tonnfhad an phiriméadar. Maidir le hábhair chóimhiotal frithchaiteacht ard, tá emissivity íseal nó éagsúil. Sa limistéar teocht ard, tá an tonnfhad is fearr chun ábhair mhiotail a thomhas gar do infridhearg, agus is féidir an tonnfhad {{0}}.18-1.0μm a roghnú. Is féidir le criosanna teochta eile tonnfhad 1.6μm, 2.2μm agus 3.9μm a roghnú. Ós rud é go bhfuil roinnt ábhar trédhearcach ag tonnfhad áirithe, cuirfidh fuinneamh infridhearg isteach ar na hábhair seo, agus ba cheart tonnfhad speisialta a roghnú don ábhar seo. Mar shampla, úsáidtear na tonnfhaid 10 μm, 2.2 μm agus 3.9 μm chun teocht inmheánach an ghloine a thomhas (ní mór don ghloine atá le tástáil a bheith an-tiubh, ar shlí eile beidh sé ag dul tríd); úsáidtear an tonnfhad 5.0 μm chun teocht inmheánach na gloine a thomhas; ; Sampla eile is ea scannán plaisteach poileitiléin a thomhas le tonnfhad 3.43 μm, agus poileistear le tonnfhad 4.3 μm nó 7.9 μm.
Déan an t-am freagartha a chinneadh: Léiríonn an t-am freagartha luas imoibrithe an teirmiméadar infridhearg leis an athrú teochta tomhaiste, a shainmhínítear mar an t-am a theastaíonn chun 95 faoin gcéad d'fhuinneamh an léitheoireachta deiridh a bhaint amach, a bhaineann le tairiseach ama an fóta-bhrathadóir, ciorcad próiseála comhartha agus córas taispeána. Is féidir le ham freagartha an teirmiméadar infridhearg nua 1ms a bhaint amach. Tá sé seo i bhfad níos tapúla ná an modh tomhais teochta teagmhála. Má tá luas gluaiseachta an sprioc an-tapa nó nuair a bhíonn sprioc teasa tapa á thomhas, ba cheart teirmiméadar infridhearg mearfhreagartha a roghnú, ar shlí eile ní dhéanfar an freagra comhartha leordhóthanach a bhaint amach, agus laghdófar an cruinneas tomhais. Mar sin féin, ní gá teirmiméadar infridhearg mearfhreagartha a bheith ag gach iarratas. I gcás próisis teirmeacha statacha nó sprice ina bhfuil táimhe teirmeach ann, is féidir am freagartha an phiriméadar a mhaolú. Dá bhrí sin, ba cheart an rogha ama freagartha an teirmiméadar infridhearg a oiriúnú do staid an sprioc tomhaiste.
Déantar an réiteach optúil a chinneadh ag an gcóimheas D go S, arb é an cóimheas idir an fad D idir an piriméadar go dtí an sprioc agus trastomhas S an láthair tomhais. Más gá an teirmiméadar a shuiteáil i bhfad ar shiúl ón sprioc mar gheall ar choinníollacha comhshaoil, agus ní mór sprioc beag a thomhas, ba cheart teirmiméadar le réiteach ard optúil a roghnú. Dá airde an taifeach optúil, ie an cóimheas D:S a mhéadú, is ea is airde costas an phiriméadar.
An raon tonnfhad a chinneadh: Cinneann an emissivity agus airíonna dromchla an ábhair sprice freagra speictreach nó tonnfhad an phiriméadar. Maidir le hábhair chóimhiotal frithchaiteacht ard, tá emissivity íseal nó éagsúil. Sa limistéar ardteochta, is é an tonnfhad is fearr chun ábhair mhiotail a thomhas gar do infridhearg, agus is féidir leis an tonnfhad {{0}}.18-1.{{10}}μm a bheith roghnaithe. Is féidir le criosanna teochta eile tonnfhad 1.6μm, 2.2μm agus 3.9μm a roghnú. Ós rud é go bhfuil roinnt ábhar trédhearcach ag tonnfhad áirithe, cuirfidh fuinneamh infridhearg isteach ar na hábhair seo, agus ba cheart tonnfhad speisialta a roghnú don ábhar seo. Mar shampla, úsáidtear na tonnfhaid 1.0 μm, 2.2 μm agus 3.9 μm chun teocht inmheánach an ghloine a thomhas (ní mór don ghloine atá le tástáil a bheith an-tiubh, ar shlí eile beidh sé ag dul tríd); úsáidtear an tonnfhad 5.0 μm chun teocht inmheánach an ghloine a thomhas; úsáidtear an tonnfhad de 8-14 μm le haghaidh tomhais íseal Tá sé inmholta; sampla eile is ea an tonnfhad 3.43 μm a thomhas le haghaidh scannán plaisteach poileitiléin, agus an tonnfhad 4.3 μm nó 7.9 μm le haghaidh poileistear.
Déan an t-am freagartha a chinneadh: Léiríonn an t-am freagartha luas imoibrithe an teirmiméadar infridhearg leis an athrú teochta tomhaiste, a shainmhínítear mar an t-am a theastaíonn chun 95 faoin gcéad d'fhuinneamh an léitheoireachta deiridh a bhaint amach, a bhaineann le tairiseach ama an fóta-bhrathadóir, ciorcad próiseála comhartha agus córas taispeána. Is féidir le ham freagartha teirmiméadar infridhearg branda Guangzhou Hongcheng Hong Cong CEM 1ms a bhaint amach. Tá sé seo i bhfad níos tapúla ná modhanna tomhais teochta teagmhála. Má tá luas gluaiseachta an sprioc an-tapa nó nuair a bhíonn sprioc teasa tapa á thomhas, ba cheart teirmiméadar infridhearg mearfhreagartha a roghnú, ar shlí eile ní dhéanfar an freagra comhartha leordhóthanach a bhaint amach, agus laghdófar an cruinneas tomhais. Mar sin féin, ní gá teirmiméadar infridhearg mearfhreagartha a bheith ag gach iarratas. I gcás próisis teirmeacha statacha nó sprice ina bhfuil táimhe teirmeach ann, is féidir am freagartha an phiriméadar a mhaolú. Dá bhrí sin, ba cheart an rogha ama freagartha an teirmiméadar infridhearg a oiriúnú do staid an sprioc tomhaiste.
Feidhm próiseála comhartha: Tá próisis scoite a thomhas (cosúil le táirgeadh páirteanna) difriúil ó phróisis leanúnacha, a éilíonn go mbeadh feidhmeanna próiseála comhartha ag teirmiméadair infridhearg (cosúil le buaic-shealbhú, coinneáil ghleann, meánluach). Mar shampla, nuair a bhíonn teocht an ghloine ar an gcreasa iompair á thomhas, is gá an buaicluach a úsáid chun a shealbhú, agus seoltar comhartha aschuir a theocht chuig an rialtóir.
Coinníollacha comhshaoil a bhreithniú: Tá tionchar mór ag coinníollacha comhshaoil an teirmiméadar ar na torthaí tomhais, ba cheart a mheas agus a réiteach i gceart, ar shlí eile beidh tionchar aige ar chruinneas tomhais teochta agus fiú damáiste a dhéanamh don teirmiméadar. Nuair a bhíonn an teocht chomhthimpeallach ró-ard agus go bhfuil deannach, deataigh agus gal, is féidir leat an clúdach cosanta, fuarú uisce, córas fuaraithe aeir, séidire aeir agus gabhálais eile a sholáthraíonn an monaróir a roghnú. Is féidir leis na gabhálais seo aghaidh a thabhairt go héifeachtach ar thionchair chomhshaoil agus an teirmiméadar a chosaint le haghaidh tomhas teochta cruinn. Agus gabhálais á shonrú, ba cheart seirbhís chaighdeánaithe a iarraidh a oiread agus is féidir chun costais suiteála a laghdú. Nuair a laghdaíonn deataigh, deannaigh nó cáithníní eile an comhartha fuinnimh tomhais, is é teirmiméadar dhá dhath an rogha is fearr. Faoi thorann, réimse leictreamaighnéadach, creathadh nó coinníollacha comhshaoil dorochtana, nó coinníollacha crua eile, is é an teirmiméadar snáthoptaice dhá dhath an rogha is fearr.
In iarratais le hábhair séalaithe nó guaiseacha cosúil le coimeádáin nó seomraí folúis, féachann an piriméadar trí fhuinneog. Caithfidh an t-ábhar a bheith láidir go leor agus pas a fháil tríd an raon tonnfhad oibriúcháin den phiriméadar atá á úsáid. Cinntigh freisin an gá don oibreoir breathnú tríd an bhfuinneog freisin, mar sin roghnaigh an suíomh suiteála cuí agus an t-ábhar fuinneoige chun tionchar frithpháirteach a sheachaint. In iarratais tomhais íseal-teocht, úsáidtear ábhair Ge nó Si de ghnáth mar fhuinneoga, atá teimhneach don solas infheicthe, agus ní féidir leis an tsúil dhaonna an sprioc a urramú tríd an bhfuinneog. Más gá don oibreoir dul tríd an sprioc fuinneoige, ba cheart ábhar optúil a tharchuireann an dá radaíocht infridhearg agus solas infheicthe a úsáid. Mar shampla, ba cheart ábhar optúil a tharchuireann radaíocht infridhearg agus solas infheicthe araon a úsáid mar ábhar na fuinneoige, mar ZnSe nó BaF2.
Oibriú simplí agus úsáid éasca: Ba chóir go mbeadh teirmiméadair infridhearg iomasach, éasca le feidhmiú, agus éasca le húsáid ag oibreoirí. Ina measc, tá teirmiméadair infridhearg iniompartha beag, éadrom, agus á n-iompar ag daoine a chomhtháthaíonn tomhas teochta agus aschur taispeána. Is féidir le hionstraimí tomhais teochta faisnéis teochta agus aschuir éagsúla a thaispeáint ar an bpainéal taispeána, agus is féidir cuid acu a oibriú le rialú iargúlta nó le clár bogearraí ríomhaireachta.
I gcás coinníollacha comhshaoil crua agus casta, is féidir córas le ceann tomhais teochta ar leithligh agus taispeáint a roghnú le haghaidh suiteáil agus cumraíocht éasca. Is féidir an fhoirm aschuir comhartha a mheaitseáil leis an trealamh rialaithe reatha a roghnú. Calabrú an teirmiméadar radaíochta infridhearg: ní mór an teirmiméadar infridhearg a chalabrú ionas gur féidir leis teocht an sprioc tomhaiste a thaispeáint i gceart. Má tá tomhas teochta an teirmiméadar a úsáidtear lasmuigh den chaoinfhulaingt le linn úsáide, ní mór é a chur ar ais chuig an monaróir nó chuig an ionad deisiúcháin le haghaidh athchalabrú.
